Расположениемеханизмов наповоротнойплатформе

Привыбореместарасположениямеханизманаповоротнойплатформеэкскаватораопределяющимявляетсянеобходимостьосуществлениянаиболеепростойкинематическойсвязисисполнительныморганом(ковшом,венцомидр.),обеспеченияминимальнойпротяженностигидро-,пневмо-иэлектрокоммуникаций,легкогодоступадляобслуживанияиремонта,атакжеразмещениянаиболеетяжелыхагрегатоввзаднейчастиплат-формы,чемдостигаетсяуменьшение величиныпротивовеса (балласта)иснижение общеймассыэкскаватора.

РасположениеглавныхмеханизмовэкскаватораЭКГ–8Инаповоротнойплатформеизображенонарис.9.1.,где1–четырехмашинныйагрегат(А-сетевойасинхронныйдвигатель;генераторыподъемаБ,поворотаиходаВ,напораГ);2–трехмашинныйагрегат(Д-сетевойдвигатель;Е,Ж–возбудителигенераторовпостоянноготокаисинхронногодвигателя);3–механизмповорота;4–компрессор;5–трансформатор;6–лебедканапора;7–двигательмеханизмаоткрыванияднищаковша;8–проушинакрепленияпятыстрелы;9–шкафэлектроаппаратуры;10–кабинамашиниста;11–лебедкаподъема;12–трап;13–вентиляторобдувадвигателя.

Распoлoжениеглавныхмеханизмoвнапoвoрoтнoйплатфoрмеукарьерныхмехлoпатхарактеризуетсясмещением мoтoр

-генератoрнoгoпреoбразoвательнoгoагрегата1(рис.9.1),какнаибoлеевхвoстoвуючастьплатфoрмы,апoдъемныхлебедoкспривoдoм11—вМеханизмыпoвoрoта3,будучивсегдакинематическисвязаннымиспoвoрoтнымвенцoм,распoлагаютсякаквпереднейчастиoтнoсительнooси

0(экскаватoрыЭКГ-4,6,ЭКГ-5А),такивсреднейизаднейеечастях(экскав12,5,ЭКГ-15иЭКГ-20).Лебедканапoра6усoвременныхкарьерныхэкс

Рис.9.1.РасположениеглавныхмеханизмовэкскаватораЭКГ– 8И наповоротнойплатформе

тяжелого,среднюю.

вращенияаторыЭКГ-8И,ЭКГ-каваторовсканатно-

полиспастнойсистемойвыдвижениярукоятиобычноразмещаетсявпереднейчастиповоротнойплатформы.

Контрольныевопросы

1. Какие механизмыявляютсяглавнымиукарьерныхэкскаваторов?

2. Какие механизмыявляютсяглавнымиудраглайнов?

3. Гдерасполагаютсяглавныемеханизмыэкскаваторов?

4. По какимпризнакам классифицируютсямеханизмыэкскаваторов?

5. Что Выпонимаетеподпонятием«блочность»и«унификация»?

6. Какиевиды тормозовприменяютнаэкскаваторах?

7. Откакихфакторовзависитрасположение механизмовнаповоротнойплатформе?

Литература

1. ПодэрниР.Ю.Горныемашиныдля открытыхгорныхработ.В 2-хч.М.: МГИ, 1999

2. ПодэрниР.Ю.Горныемашиныикомплексыдляоткрытых горныхработ.М.:Недра,1985

3. Справочникмеханикаоткрытыхработ.Экскавационно-транспортныемашиныцикличногодействия.Подред.М.И.Щадова,Р.Ю. Подэрни. М.:Недра.

4. ЧулковН.Н.,ЧулковА.Н.Расчетприводовкарьерныхмашин.М.:Машиностроение.

МеталлоконструкцииэкскаваторовОпорныесловаитермины

Металлоконструкцииэкскаватора,гусеничные тележки,поворотнаяплатформа иверхнее строение,роторнаястрела,стрела,рукоять сковшом,двуногаястойка,поддерживающаямачта,база(опорнаярама),углеродистые,низколегированные,конструкционные стали,химическийсоставимеханическиесвойства,профильныйилистовойпрокат, трубы.

Наметаллическойконструкции(металлоконструкции)экскаватора,являющейсяостовоммашины,монтируютсявсерабочиемеханизмы,ихприводисистемыуправления.Доляметаллоконструкцийвобщеймассеэкскаватораможетдостигать50%.Поэтомуприихсозданииособоевниманиедолжнообращатьсянасовершенствоконструктивныхформиметодоврасчета,наобоснованнуюэкономиюметаллапринепременномобеспечениинадежности,долговечности,удобстваобслуживанияиремонта.Металлическиеконструкцииэкскаватороввыполняют,преимущественносварными,истыкуют,где необходимаразборка,начистыхболтах.

Вотдельныхслучаяхтрудноопределить,какойэлементэкскаватораможетбытьотнесенксиловой(несущейосновныерабочиенагрузки)металлоконструкции,акакой—кмеханизмам.Значительнаямасса(до45%)металлоконструкцийэкскаватораненесетсиловойнагрузки,аслужитдлясозданиякаркасамашинныхпомещенийидляобеспечениябезопасныхусловийдляработыэкипажаи др.

Распределениемассыэкскаваторамеждуотдельнымиегоузламизависит,преждевсего,отконструктивнойсхемымашины,применяемыхматериалов,типаходовогоустройстваидругихфакторов.Уроторногоэкскаватора(массойоколо6000т)нагусеничныетележкиприходится29,7%массымашины,нарамуходовогоустройства—27%,наповоротнуюплатформуиверхнеестроение—26,7%ироторнуюстрелу—16,6%.Приэтоммассанесущихметаллоконструкцийсоставила42%,вспомогательныхконструкций—10%,механизмов—31%,электрооборудования

• 6%, гусеничных траков— 4%, противовеса, конвейерных лент, масла и другихэксплуатационныхматериалов—7%.

Вобщемслучаексиловым(несущим)металлическимконструкциямэкскаваторовотносятсяследующиеузлы:

• укарьерныхивскрышныхлопат—стрела,рукоятьсковшом,поворотнаяплатформасдвуногойстойкойиопорнаярамуходовогомеханизма;

• удраглайнов—стрелаиподдерживающаямачта(еслионаимеется),поворотнаяплатформаснадстройкойиподкрановымипутями,передняярамаподдержкиблоковтяговыхиподъемныхканатов,атакжебаза(опорнаярама)опорно-поворотногоустройстваи опорныебашмаки;

• умногоковшовыхэкскаваторов—роторнаястрела(ковшоваярама),собственноповоротнаяплатформа,верхнеееестроениеинадстройкаподдержкирабочегооргана,стрелыпротивовесаиотвальнойконсоли,собственноотвальнаяконсольилисоединительныймост,промежуточнаяповоротнаярама(еслионаимеется)иопорнаярамаходовогоустройства.

Металлические конструкцииэкскаваторовизготовляются изстальныхлистов,труб,фасонногопроката,гнутыхиштампованныхпрофилей.Всестали,взависимостиотмеханическихсвойств,прирастяжении,применяемыедляметаллическихконструкций,подразделяютсянаусловныеклассыпрочности.Цифрывиндексеклассаобозначают:числитель—минимальнуювеличинувременногосопротивленияразрывуσ_в,знаменатель—минимальнуювеличинупределатекучестиσ_т.ДляконструкцийэкскаваторовприменяютсяуглеродистыесталиклассаС38/23инизколегированныестали—классовС38/23, С44/29, С46/33 иС52/40.

ДлясварныхметаллоконструкцийэкскаваторовследуетиспользоватьсталигруппыВ(сгарантированнымхимическимсоставомимеханическимисвойствами)4-йи5-йкатегорийдлянесущихэлементови1—3-йкатегорий.Длявспомогательныхконструкций,длякоторойГОСТгарантируетσ_в,σ_т,δ_{5(относительное}удлинение),а_{н(ударную}вязкостьпритемпературеt=20°Сдлястали3-йкатегориииприt =—20°С длясталей4-й и5-йкатегорий).

Основноймаркойуглеродистойсталиявляетсястальст.3,хорошосваривающаяся,достаточнопрочная.Ееσ_т≥230МПа ,σ_в=380—490МПа,δ_5≥23%;а_н≥105Н·м/м2приt=20°Сиа_н≥3·105Н·м/м2при t = —20°С.

ПриопределениидеформацийиперемещенийдлясталейвсехмарокпринимаетсямодульупругостиприрастяженииЕ=2,1-105МН/м2(2,1-106кгс/см2).Коэффициентлинейногорасширениясталейвсехмарокпринимаетсяравныма=1,2-10~5,коэффициентпоперечнойдеформации(Пуассона)ν =0,3 иплотностьγ =7,85кг/дм3.

Элементыисвязи,воспринимающиеинерционныеиветровыенагрузки,атакжеметаллоконструкции,работающиепритемпературениже—25°С,изготовляютсяизмартеновскойсталиспокойнойплавкимаркиВМСтЗсп.Неответственныеэлементыметаллоконструкций,такиекакпоручни,настилы,кожухиидругие,изготовляютсяизсталейст.0,ст.1 ист.2. Крепежныеизделия (кромеболтов),валики,осиделаютсяизсталейВСт4,ВСт4кп,болты,малонагруженныетяги— изсталиВСт5.

Взависимостиотхимическогосостава,стальразделяетсянаIиIIгруппы,соответственноснормальным(сталимарок30,45)иповышеннымсодержаниеммарганца(сталимарок30Г,45Г).Сталимарок10,20частоприменяютдлятрубчатыхэлементовнесущихконструкций.Стальмарок45 и 50 — дляопорныхроликовыхкругов.

Изуглеродистыхсталей,дляэксплуатациипритемпературахдо—40°С,используетсястальМ16споГОСТ6713—75.Ееэквивалент,помеханическимсвойствам,стальСт.3,носбольшимсодержаниемфосфораисеры.

Дляснижениямассыответственныхметаллоконструкцийэкскаватора(стрел,рукоятей,элементоврам,ходовыхчастейидр.),гдеразмерысеченийрасчетныхэлементовопределяютсянеусловиямижесткости,аусловиямипрочности,применяютсянизколегированныесталимарок09Г2,17ГС,10ХСНД,15ХСНД,10Г2СДи09Г2ДТ.Ониимеютболеевысокуюкоррозионнуюстойкость,примернов1,5—2разабольшеезначениепределатекучестиσ_тименьшуюхладноломкость,чемстальСт.3.Однако,низколегированныесталиболеечувствительныкконцентрациинапряжений(имеютбольшиев1,1—1,4разазначениякоэффициентаконцентрации)идорожеуглеродистыхсталей.

Вкачествепримераприведемосновныепоказателинизколегированнойстали15ХСНД:σ_т

=500МН/м²,σ_в=700МН/м²,σ₅₌23%,а_н=(1,1—1,3)-106Н-м/м^2приt=—70°СитвердостьпоБринеллюНВ228.

Наибольшийэффектдостигаетсяпривыполненииизнизколегированныхсталейэлементов,работающихпреимущественнонарастяжение.Дляконструкций,работающихприпеременныхизнакопеременныхнагрузках,из-засвоегоотносительнонизкогопределавыносливости,этисталименее приемлемы.

Несущиеэлементысварныхконструкций,выполненныеизнизколегированныхсталей,болеепредпочтительныдляработыприt>—40°С.Дляболеенизкихтемператур(до—65°С)рекомендуютсястали09Г2С, 15ХСНДи10ХСНД.

Ферменныеконструкцииэлементовэкскаваторов—восновномстрелиэлементовверхнегостроения—используютсяпридлинныхпролетахивылетахималыхнагрузках,не

дающихвозможностирациональноиспользоватьматериалбалкипоусловиямжесткости.Недостаткамиферменныхконструкций,посравнениюслистовыми,являютсяихбольшаятрудоемкостьизготовленияименьшаявыносливость(усталостнаяпрочность).Вэкскаваторостроенииприменяютсяферменныестрелыстреугольным(отвальныестрелыроторныхэкскаваторовистрелыдраглайнов)ипрямоугольнымпоперечнымисечениями.Боковыеплоскостистрелобразованыизплоских,восновном раскосныхферм.

Прирасчетефермузлыпредполагаютсяшарнирными,чтонедаетбольшихпогрешностей,еслиотношениевысотысечениястержнякегодлинеменьше1/16.Сечениястержнейферммогутбытьодноэлементнымиисоставными.Сечения,изодиночногоуголковогопрофиляприменяютсялишьдлялегкихгоризонтальныхивспомогательныхферм.Наиболеечастоупотребляемыесоставныесечениястержнейфермданынарис.10.1.Сварные,составныеизлистов,сеченияпоясовфермимеютпреимущество,посравнениюссоставнымисечениямипоясовизпрофильнойсталиссоединительнымипланками(сеченияпоясовнарис.12.1,а—г,е—з).Выносливостьсварногорастянутогопояса,составленногоизлистов(рис.10.1,ж,д,к)зависитотконструкцииприсоединениякнемураскосоввертикальныхи горизонтальныхферм.

Широкоеприменениевэкскаваторостроенииимеютметаллическиеконструкции,изготовляемыеизгнутогоипрофилированногометалла,особеннотруб(рис.10.3,и),которыевследствиенаклепаимеютболеевысокуюпрочность.Благодаряиспользованиютрубдляизготовлениярешетчатыхконструкцийсокращаетсярасходметалла,особеннонастержниипояса,таккаксеченияназначаютсяизусловийпредельнойгибкости.Замкнутыепрофили(рис.10.1,и,к),помимохорошихжесткостныхпоказателей,имеютменьшуювнешнююповерхность(подверженнуюкоррозии) илучшие аэродинамические показатели.

Фирмой«Марион»(США)разработаныстрелыизвысокопрочныхалюминиевыхсплавовдлиной60—78 мдлядраглайновсковшами18—12м3соответственно.

Алюминиевыестрелыпосравнениюсостальнымиобладаютрядомпреимуществ,онинебоятсянизкихтемпературикорродирования,имеютна30—33%меньшуюмассуприодинаковыхдлинах.Этопозволяетсократитьпродолжительностьрабочегоциклаиувеличитьпроизводительностьэкскаваторана6—15%засчетвозможностиустановкиковша большейвместимости(на10—12%)илиувеличитьдлинустрелы,т. е.радиусдействиямашины.

Рис.10.1.Основныетипысоставныхсеченийстержнейсварныхферм

РазработкаалюминиевойстрелыоказаласьвозможнойблагодаряприменениюЭВМдляпроведениядетальныхрасчетовиполучениюспециальныхU-образныхэкструдированныхпрофилей,сваренныхпопарно(рис. 10.2) сзаданнымиЭВМпараметрами.

Основныепоясастрелысоединяютсямеждусобойнакладнымипластинамиичистымиболтамиизнержавеющейстали.Концевыеэлементыстрелы(узелкрепленияголовногобокаиподпятники)выполненыизнержавеющейстали,иприсоединеныкалюминиевымконструкциям,такжеспомощьюпластиничистыхболтов.

Рис.10.2.Сечение главногопояса алюминиевойстрелыдраглайна

Опорныерамы(базы)мощныхшагающихдраглайнов(рис.10.3)ироторныхэкскаваторов,имеющихшагающе-рельсовоеходовоеоборудование,представляютсобойкруглуюсварнуюметаллоконструкцию(например,уЭШ-100.100диаметрбазы27м,аеевысота2,5м)сввареннойвнеецентральнойцапфой.

Рис.10.3Металлоконструкцияопорнойрамы(базы)мощногодраглайна

Рамасостоитизверхнегоинижнегонастилов,атакжекольцевыхирадиальныхдиафрагм.Поусловиямтранспортированиярамаизготовляетсяизсекций,числокоторыхможетпревышать30,свариваемыхпримонтажевединоецелоессекциейцентральнойцапфы.Сваркасекцийпроизводитсяпоспециальнойтехнологии,ивопределеннойпоследовательности,обеспечивающейминимальныекороблениялистовиотклонениеотвертикалиосицентральнойцапфы.Точностьустановкисекцийконтролируетсяоптическимиустройствами.

Дляполученияединойплоскости,какподопорнымрельсом,такиподсекциямизубчатоговенцакольцевыеплатики,накоторыхкрепятсярельсынаверхнемлистерамы,фрезеруются(послеустановкинаместо)специальнымиголовками.Вовремяобработкиголовкиперемещаютсянарамах,вращающихсяотносительноосицентральнойцапфы.Обработкаопорныхповерхностейпослесваркиобеспечиваетнеобходимуюточностьсопрягаемыхэле-ментови хорошиеусловияихэксплуатации.

Металлоконструкцияповоротнойплатформыкарьернойлопатыпредставляетсобойсварную,комбинированнуюметаллоконструкциюкоробчатогосечения,котораяизготовленаизлистовойстали.Онасостоитизрядапересекающихсявертикальныхлистов,перекрытыхсверхуи снизугоризонтальнымилистами.

Длявосприятиячерезроликовыйкругусилийотвесавращающейсячастиэкскаваторавконструкцииповоротнойплатформыпредусмотренакольцеваябалка.Передняячастьповоротнойплатформызамыкаетсямощнойбалкой,предназначеннойдлявосприятияусилийотпятыстрелы,возникающихвпроцессе экскавации.

Всерединеплатформывваренстальнойстакан,спомощьюкоторогоплатформакрепитсякцентральнойцапфе,авпереднейчастиплатформывваренылитыеступицыдляповоротныхредукторов.

Всреднихпродольныхбалкахивхвостовойчастиплатформыввареныкронштейныдлякреплениязаднихоттяжекдвуногойстойки.

Верхнийлистплатформысплошной,нижнийимеетокна.Корпуспротивовеса,коробчатойконструкции,являетсяпродолжениемповоротнойплатформы.Побокамосновнойрамыплатформы,болтами,крепятсяплощадкилегкоготипа,являющиесяоснованиемдлябоковыхстеноккузова.